QC-UPS蓄电池组智能充放电设备开发课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,挑战者,QC,小组,湖北省烟草公司荆州市公司,UPS,蓄电池组智能充放电设备开发,小组名称,湖北省烟草公司荆州市公司挑战者,QC,小组,小组类型,创新型,小组人数,5,小组成立日期,2014.1,课题起止日期,2014.1,至,2014.10,课题名称,UPS,蓄电池组智能充放电设备开发,序号,姓名,性别,部门,职务,组内分工,1,左华红,男,科技信息中心,小组组长,全面负责小组工作,2,王恒,男,科技信息中心,组员,负责小组策划工作,3,陈啸,男,科技信息中心,组员,充放电部分设计,4,陈执,男,科技信息中心,组员,控制单元设计,5,程诚,男,科技信息中心,组员,软件系统设计,传统的蓄电池维护方法是对所有的蓄电池组严格按照维护规程进行定期的全容量,放电试验,01,传统,的蓄电池维护方法存在,很大的,弊病,一年内无法保证对所有的蓄电池组进行一轮放电试验，亦即蓄电池组得不到及时有效的维护。,数据日期,蓄电池地点,蓄电池组电池组成,放电试验耗时（小时）,充电试验耗时（小时）,2010,年,9,月,10,日,中心机房电池房,13V*208,块,6.5,162.5,2011,年,9,月,10,日,中心机房电池房,13V*208,块,6.0,156.6,2012,年,9,月,10,日,中心机房电池房,13V*208,块,5.7,151.9,2013,年,9,月,10,日,中心机房电池房,13V*208,块,5.1,143.5,平均耗时（小时）,5.8,153.6,充放电试验耗时统计表,工作量太大,耗时耗力,计算机中心,机房最近三年的问题蓄电池类型和,数量统计,传统,的蓄电池维护,方法存在,很大的,弊病,02,不能,及时发现蓄电池的问题,当发现该组蓄电池有质量问题时，可能问题早在半年前就存在,了。,选定,课题,选定课题,目的,设计一套,UPS,蓄电池智能充放电设备，用于对蓄电池组进行周期性维护，延长蓄电池组的放电时间和使用寿命，切实保障计算机房供电安全。,PURPOSE,选定,课题,小组活动时间进度,实际进度,计划进度,如果,智能充放电设备研制成功，就能延长蓄电池的放电时间，提高蓄电池的,使用寿命。,2014,年,2,月,1-15,日，小组成员反复商量,认为,使蓄电池组平均放电时间从目前,5.8,小时延长到,7,小时,本次,QC,课题的目标,2014,年,2,月,17,日，,QC,小组针对蓄电池充放电选择何种方式开会运用“头脑风暴法”初步拟定了三种方案。,1,将蓄电池组离线，利用线性电阻模拟蓄电池组的负载，把电能转化为热能释放出去，从而考核电池组的负载能力及性能。,利用电阻箱进行充放电,2,全在线测试法充放电,3,以规定的恒定电流进行放电，同时监测每一节蓄电池的电压，当其中任何一节电池的电压跌到终止电压时，所放出的容量即为该蓄电池的实际容量。,找出,最落后的一到几节电池，以落后电池到达终止电压时的,放电时间,与放电电流来估算其容量和性能。,利用实际负载进行充放电,2014,年,2,月,17,日，,QC,小组针对蓄电池充放电选择何种方式开会运用“头脑风暴法”初步拟定了三种,方案。,充放电试验耗时统计表,试验日期,蓄电池地点,蓄电池组电池组成,放电试验耗时（小时）,充电试验耗时（小时）,2014,年,3,月,5,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.6,47.5,2014,年,3,月,15,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.5,46.7,2014,年,3,月,25,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.7,46.1,平均耗时（小时）,2.6,46.8,实验,2014,年,3,月，小组分三次利用实际负载对一组蓄电池（,13V*64,块）进行了充放电,测试。,经测试放电过程平均大约花费,2.6,小时,左右,1,、充电时间长，风险大，电池必须脱离系统，增加了系统断电风险。,2,、要在市电基本保障的条件下进行。,3,、只能测试整组电池容量，不能测试每一节单体电池容量，以容量最低的一节作为整组容量，而其它部分电池由于放电深度不够，其劣化或落后程度不能完全充分暴露出来。,缺点,优点,无需专门购买专门仪器,2014,年,2,月,17,日，,QC,小组针对蓄电池充放电选择何种方式开会运用“头脑风暴法”初步拟定了三种,方案。,试验日期,蓄电池地点,蓄电池组电池组成,放电试验耗时（小时）,充电试验耗时（小时）,2014,年,3,月,8,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.62,48.5,2014,年,3,月,18,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.65,47.7,2014,年,3,月,28,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.7,47.5,平均耗时（小时）,2.65,47.9,充放电试验耗时统计表,实验,2014,年,3,月，小组分三次利用电阻箱对一组蓄电池组进行了充放电测试。,经测试放电过程平均大约花费,2.65,小时,左右,1,、线性电阻把电能转化为热能，模拟用户设备的耗电情况，但是，这个过程浪费了大量的电能，同时，为了散热，大功率的风机给环境造成了巨大的噪音污染。,2,、要在市电基本保障的条件下进行。,3,、放电结束后，需要利用独立的充电机把被测电池的电压提高到总线电压,附近，,再把蓄电池组并接到总线上，这样更加耗时耗力。,缺点,优点,1,、容量测试比较准确。,2,、放电本身可以对电池起到一定的维护作用。,2014,年,2,月,17,日，,QC,小组针对蓄电池充放电选择何种方式开会运用“头脑风暴法”初步拟定了三种方案。,一,种,能,有效的达到监测和维护蓄电池目的的测试方法,预计使用全在线测试法对实验用的,13V*64,块蓄电池组进行充放电耗时大约为,2.8,小时,全在线测试法充放电,智能切换控制单元,充放电测试仪,后台控制软件,全在线测试法,1,、需要进行单片机的选型和设计。,2,、需要一定的研发费用。,缺点,优点,1,、节约了能源，减少了噪音污染。,2,、电池组不用脱离系统，减少了系统断电风险。,3,、通过软件可以设置蓄电池单体到达报警终止测试的节数，可以增加放电深度，便于分析蓄电池状态。,方案,方案一：,利用实际负载进行充放电,方案二：,利用电阻箱进行充放电,方案三：,全在线测试法充放电,评估结果,评估分,（,10,分）,评估结果,评估分,（,10,分）,评估结果,评估分,（,10,分）,蓄电池放电方式,负载消耗,5,以热辐射消耗,4,回馈到机房总线中,9,环境影响,不发热，无环境影响,8,很大影响,3,不发热，无环境影响,8,火灾隐患,无,9,有,3,无,9,节能效果,完全消耗,3,完全消耗,3,回收,95%,以上的电能,8,测试精度,较高,7,较高,7,高,8,全自动控制,无,4,无,4,有,8,远方监控,无,2,无,2,易于集成到远程监控系统中,7,实现无人值守,不允许,2,不允许,2,完全可以,7,断电风险,高,3,高,3,低,6,总评,43,31,70,放电,方式,环境,影响,火灾,隐患,节能,效果,测试,精度,全自动,控制,远方,监控,实现无人值守,断电,风险,NO,NO,YES,针对确定的最佳方案，小组按照,5W1H,原则，,制订详细,的对策计划表,对策,目,标,措,施,实施责任人,实施地点,实施时间,设计智能切换,控制单元,实现对多组蓄电池,分别维护,以功能继电器控制大功率接触器组成逻辑门,程诚、陈执,信息中心,2014,年,5,月,16,日至,5,月,25,日,设计升压和,降压电路,使仪器能适应,宽电压范围工作,增加滤波电路的链接铜板面积,王恒、陈啸,信息中心,2014,年,5,月,26,日至,6,月,8,日,设计蓄电池,充放电测试仪,具有蓄电池组恒流放电，智能充电功能,设计制作电路板、单片机以及元器件封装,左华红、王恒,机房,2014,年,6,月,9,日至,6,月,30,日,开发后台,控制软件,可以实时监控蓄电池组的单体电压、温度等状态,根据业务类型编写程序，检查程序运行情况,陈啸、程诚,信息中心,2014,年,7,月,1,日至,7,月,25,日,试运行,新仪器满足规程要求,搭建测试环境，利用新仪器进行模拟实验，记录数据,陈执、程诚,机房,2014,年,7,月,26,日至,8,月,2,日,控制面板开发及指示灯,智能切换控制单元电路逻辑图,小组,成员分别进行了,3,次实验，确认智能切换控制单元能够实现对多组电池组分别,维护。,实施一,设计,智能,切换,控制,单元,2014,年,5,月,16,日至,5,月,25,日,程诚、陈执,效果检查,对策实施有效,小组成员分别进行了,3,次实验，确认输入和输出电压都能在,40V,和,60V,之间。,实施二,设计,升压和,降压,电路,2014,年,5,月,26,日至,6,月,8,日,王恒、陈啸,效果检查,升压和降压电路,时间,电流表,1,读数,（,A,）,电流表,2,读数,（,A,）,电压表读数,（,V,）,输出电压,（,V,）,2014,年,5,月,26,日,14:00,26.85,26.84,48.5,52.5,2014,年,5,月,27,日,14:00,26.78,26.87,46.6,51.6,2014,年,5,月,28,日,14:00,26.69,26.6,47.8,52.8,对策实施有效,原理图,组成结构图,实施三,设计,蓄电池,充放电,测试仪,2014,年,6,月,9,日至,6,月,20,日,左华红、王恒,硬件电路示意图,小组成员现场制作,封装之后的仪器,试验日期,蓄电池,地点,蓄电池组,电池组成,放电试验耗时,（小时）,充电试验耗时,（小时）,2014,年,6,月,22,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.8,49,2014,年,6,月,26,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.75,48.7,2014,年,6,月,30,日,中心机房电池房,13V*64,块,2.85,48.5,充放电试验统计表,实施三,设计,蓄电池,充放电,测试仪,2014,年,6,月,9,日至,6,月,20,日,左华红、王恒,设计制作完成了电路板、单片机以及元器件封装，小组成员分别进行了,3,次实验，确认放电和充电都能正常进行。,效果检查,对策实施有效,主程序流程图,调用数据发送子程序,调用数据显示子程序,调用数制转换子程序,取相应通道数据,调用标度变换子程序,调用数据采集子程序,系统初始化,开始,数据采集中断程序流程图,返回,启动下次转换,通道数,+1,通道号,+1,缓存单元地址,+1,存入,A/D,转换数据缓冲区,取转换量,开始,实施四,开发,后台,控制,软件,2014,年,7,月,1,日至,7,月,25,日,陈啸、程诚,A/D,转换程序流程图,定义,A/D,转换缓冲区首地址,开始,开中断,置通道数,置,DPTR,启动转换,等待中断,中断处理,关中断,返回,各通道采完？,Y,N,监控软件界面,1,实施四,开发,后台,控制,软件,2014,年,7,月,1,日至,7,月,25,日,陈啸、程诚,小组成员分别进行了,3,次实验，确认软件可以监控蓄电池组的单体电压、温度等状态。,效果检查,监控软件界面2,在试运行成功的基础上，,2014,年,8,月开始，小组成员分三次使用新设备对蓄电池组进行了充放电,测试,试验日期,蓄电池地点,蓄电池组电池组成,放电试验耗时（小时）,充电试验耗时（小时）,2014,年,8,月,10,日,中心机房电池房,13V*208,块,7.2,176.5,2014,年,8,月,25,日,中心机房电池房,13V*208,块,7.3,174.6,2014,年,9,月,15,日,中心机房电池房,13V*208,块,7